Збереження маси і енергії
Один з головних принципів теорії відносності вимагає збереження енергії в будь-якій системі просторових координат. Згідно з цим принципом знаменитий закон взаємозв’язку маси і енергії Ейнштейна справедливий тільки для стану спокою. Коли ж тіло починає рухатися, то до цього закону вже потрібно додати множник, який називається фактором Лоренца. В результаті формула набуває вигляду, показаний на малюнку.
Завдяки введенню фактора Лоренца був сформульований закон взаємозв’язку маси та енергії для релятивистского випадку.
Релятивістська маса
Використовуючи рівняння Ейнштейна з урахуванням фактора Лоренца, можна сказати, що, якщо тіло з кінцевою масою m починає рухатися зі швидкостями v, близькими до швидкості світла c, тоді його енергія E прагне до нескінченності. Це міркування можна інтерпретувати так, що стає нескінченною маса тіла, і не існує жодної сили, яка б могла надати яку-небудь швидкість цій масі. Саме з цієї причини швидкість світла не може бути досягнута жодним об’єктом, який має кінцевою масою в спокої.
Зазначимо, що при швидкостях, які можна порівняти зі швидкістю електромагнітної хвилі, маса спокою тіла не змінюється, змінюється лише релятивістська маса, яка має іншу інтерпретацію, ніж маса тіла, що пов’язана з її інерцією. Щоб не виникало плутанини з поняттям маси у фізиці, багато вчені рекомендують використовувати тільки поняття інертною постійної маси m0 при будь-яких швидкостях. Змінюється при цьому лише енергія системи E.
Поняття релятивістської маси не є якоюсь реальною фізичною концепцією. Справа в тому, що швидкість і сила є векторними величинами. Якщо прийняти той факт, що тіло, яке рухається зі швидкості світла, нескінченно збільшує свою релятивістську масу, то будь-яка кінцева сила, прикладена в напрямку його руху, додасть цьому тілу нескінченно мале прискорення. Однак та ж сила, що діє перпендикулярно вектору швидкості тіла, зможе додати йому деяке кінцеве прискорення згідно другого закону Ньютона. При цьому буде використовуватися саме інертна маса тіла m0.
